"Les virus amicaux" nous protègent de l'infection

Nous avons entendu parler de bactéries intestinales amicales qui nous aident à digérer les aliments et sont considérées comme essentielles au développement de l'intestin, mais maintenant, dans une nouvelle étude révolutionnaire, des scientifiques américains nous proposent des virus qui nous protègent des infections par des bactéries dangereuses. E. coli.
Le premier auteur, Jeremy Barr, un chercheur postdoctoral en biologie à l'Université d'État de San Diego, et ses collègues, écrivent sur ce "système immunitaire" jusqu'ici non documenté dans un article publié en ligne dans le journal. Actes de l'Académie nationale des sciences cette semaine.
Les chercheurs pensent que leur découverte pourrait changer la façon dont nous traitons un certain nombre de maladies.

Phages viraux dans le mucus vivent dans la symbiose avec les hôtes

Les insectes nuisibles provoquent une infection en pénétrant dans les surfaces du corps exposées à l'environnement, comme les poumons qui absorbent l'air et les entrailles qui absorbent les aliments.
C'est pourquoi ces surfaces exposées chez tous les animaux, des coraux aux poissons aux humains, ont des couches protectrices de mucus qui servent de défense contre les infections et abritent des microbes bénéfiques, notamment des champignons, des bactéries et des virus.
Récemment, des scientifiques ont révélé à quel point ces populations microbiennes vivent en nous et comment, à 3,3 millions, les gènes de la flore intestinale dépassent largement les 23 000 gènes du génome humain.
Maintenant, Barr et ses collègues ont découvert que le mucus contient également une population de virus appelés bactériophages qui protègent activement leurs hôtes des bactéries dangereuses en les détruisant.
Mais ils ne le font pas pour rien, car en retour, ils sont exposés à un approvisionnement continu en microbes pour se régaler.
Dans un rapport de l'étude par La nature NEWS, Rotem Sorek, généticien microbien à l'Institut Weizmann des sciences en Israël, décrit cette relation entre virus et animal comme une "forme unique de symbiose".

Un nouveau type de système immunitaire

Pour cette dernière étude, Barr et ses collègues ont prélevé des échantillons de mucus provenant d'une variété d'animaux, allant de l'anémone de mer à la souris, en passant par l'homme, et ont constaté que les bactériophages adhéraient à la couche de mucus de chacun.
Ils ont mis des bactériophages sur une couche de tissu produisant du mucus et ont vu comment ils formaient des liens avec les sucres dans le mucus, ce qui les aidait à coller à la surface.
Dans d'autres expériences, ils ont présenté les cellules de mucus avec E. coli les bactéries et les bactériophages trouvés dans le mucus ont attaqué et tué les bactéries dans le mucus, se comportant comme une barrière antimicrobienne qui protège les hôtes des infections.
Ils ont ensuite confirmé leurs découvertes en effectuant les mêmes expériences avec des cellules ne produisant pas de mucus. Ils les ont défiés avec bactériophage et E. coli et trouvé que les échantillons sans mucus avaient trois fois plus de mort cellulaire.
Dans un communiqué, Barr fait référence à la découverte comme un nouveau type de système immunitaire:
"Compte tenu des recherches antérieures, nous sommes en mesure de proposer le L'adhérence des bactériophages au mucus - ou BAM - est un nouveau modèle d'immunité, qui souligne le rôle important que jouent les bactériophages dans la protection du corps contre les agents pathogènes envahissants ".
Frederic Bushman, un microbiologiste de l'Université de Pennsylvanie, a qualifié cette étude de "révolutionnaire". Il dit dans le La nature NEWS rapporte que "l'idée que les phages peuvent être considérés comme faisant partie du système immunitaire inné est originale et passionnante".

Barr dit que la recherche pourrait être appliquée à n'importe quelle surface de mucus.
"Nous envisageons l'influence de la BAM sur la prévention et le traitement des infections des muqueuses observées dans les intestins et les poumons, en ayant des applications pour la thérapie par phage et même en interagissant directement avec le système immunitaire humain", ajoute-t-il.

Bactériophages recrutés dans l'environnement

Une autre caractéristique intéressante de cette étude est non seulement que les bactériophages peuvent être considérés comme un nouveau type de système immunitaire, mais qu'ils ne sont pas «dérivés de l'hôte» mais recrutés dans l'environnement pour vivre en partenariat mutuellement bénéfique, en symbiose avec leurs hôtes. .
L'auteur principal de l'étude, Forest Rohwer, un écologiste microbien de l'État de San Diego, qui étudie depuis un certain temps le mucus de nombreuses espèces animales différentes, a remarqué que le mucus contient beaucoup plus de bactériophages que les zones sans mucus.
Ses collègues et lui sont devenus curieux: comment se fait-il, par exemple, que la salive, qui est juste à côté des gencives, contienne environ 5 bactériophages sur chaque cellule bactérienne, mais sur le mucus qui entoure la gencive elle-même? 1?
Barr dit dans un rapport sur l'étude en Science MAINTENANT, cela les a amenés à poser la question:
"Que font ces phages? Protègent-ils l'hôte?"
Avec leur étude, une fois qu'ils ont été recrutés dans l'environnement, le bactériophage adhère naturellement aux différentes couches de mucus du corps, y compris la bouche et l'intestin. Il commence alors à protéger son hôte, accumulant et attaquant les bactéries par lui-même.
Mais Barr estime que ces virus vont encore plus loin. Il dit que certains bactériophages ne tuent pas les bactéries, ils les modifient génétiquement (en insérant leur matériel génétique dans le génome des microbes) pour les protéger contre d'autres phages.
Il suggère que cela pourrait être la manière dont les bactériophages à base de mucus protègent activement les bactéries favorables à l'hôte et détruisent les bactéries nocives.

La découverte devrait avoir un impact sur plusieurs champs

Il existe de nombreux types de maladies, telles que les maladies inflammatoires de l'intestin (MICI), qui comprennent la maladie de Crohn et la colite ulcéreuse, causées par une rupture de la muqueuse intestinale. Les écosystèmes microbiens dans les entrailles des patients atteints de MICI présentent un mélange d'espèces dominantes différent de celui des individus en bonne santé.
Selon Michael McGuckin, biologiste des muqueuses de Mater Research en Australie, «une nouvelle approche de la relation entre le microbiome et l’hôte» pourrait être un indice important de ce qui lie ces maladies. Science MAINTENANT rapport de l'étude.
Barr suggère que cette relation symbiotique entre l'animal et le bactériophage se poursuit depuis la première production de mucus. Le modèle BAM proposé par ses collègues et lui-même suggère que «les surfaces muqueuses et les phages co-évoluent pour maintenir l’adhérence des phages».
Il s'attend à ce que la découverte "ait un impact significatif dans de nombreux domaines". L'équipe veut maintenant explorer les implications pour la santé humaine.
Par exemple, Barr pense qu'il est possible de recouvrir l'intestin d'une personne avec des bactériophages ciblant des bactéries pathogènes spécifiques.
Les instituts nationaux de la santé ont aidé à financer l'étude.
En 2011, dans une étude étonnante publiée dans La natureDes chercheurs allemands ont décrit des preuves montrant que la sclérose en plaques (SEP) est déclenchée par des bactéries intestinales amies.
Écrit par Catharine Paddock PhD